Лекция 9

Лекция 9
Электродинамика
слабых
сверхпроводящих
связей .Генерация,
преобразование,
детектирование
электромагнитных
волн слабыми
сверхпроводящими
связями
Генерация
электромагнитного
излучения
Частота генерации.
1. Мы знаем:
f=/2=2eV/h.
Здесь V - среднее напряжение на контакте.
2. f/V483 МГц/мкВ.
Если V=1 мкВ, то f=483 МГц.
При V~20 мкВ f~10 ГГц (~3 см, СВЧ)
Генерация
электромагнитного
излучения
Достоинства Джозефсоновского генератора.
1. Генератор, перестраиваемый с помощью
напряжения, т.е. очень просто.
2. Отсутствие какого-либо порога
самовозбуждения: контакт просто не может не
генерировать, если на нем V0.
3. Простота приготовления активных элементов.
4. Очень широкий частотный диапазон
Генерация
электромагнитного
излучения
Недостатки
1. Большая ширина линии генерации.
2. Малая мощность излучения.
Об этом ниже.
8.1.4. Верхний предел частоты.
ħ=2,
после чего начинается спад мощности генерации (но не
резко).
Это   0.1-1 мм (субмиллиметровая область) в обычных
сверхпроводниках,
0.01 мм = 10 мкм в ВТСП
Генерация
электромагнитного
излучения
Ширина полосы излучения.
1. Конечная ширина линии излучения Джозефсоновского
перехода образуется из-за низкочастотных флуктуаций
напряжения, независимо от их происхождения.
Действительно, ħ=2eV, поэтому ~V.
2. Если шум «белый» (тепловой, такой шум минимален,
нет помех, Ic0), то ширина полосы излучения (без
вывода):
2
4π R d
δ
f

 kÒ
Ô2 R
î
Здесь R – сопротивление перехода Джозефсона в нормальном состоянии, Rd –
динамическое сопротивление, Т – температура
Преобразователи
частоты на основе
эффекта Джозефсона
Смешение излучений разных частот
Лонгакр и Шапиро смешивали два излучения с частотами 1=75 ГГц,
2=20 ГГц. Измеряли dV/dI от V
Преобразователи
частоты на основе
эффекта Джозефсона
Детектирование
электромагнитного
излучения с помощью
СП слабых связей
Детектирование излучения с известной частотой ω
Детектирование
электромагнитного
излучения с помощью
СП слабых связей
Детектирование излучения с известной частотой ω
Детектирование
электромагнитного
излучения с помощью
СП слабых связей
Детектирование некогерентного излучения
Детектирование
электромагнитного
излучения с помощью
СП слабых связей
Возникает Vсигн. Большое.
Его измеряют, модулируя излучение с низкой частотой
(например, механическим прерывателем)
Детектирование
электромагнитного
излучения с помощью
СП слабых связей
ВАХ
Детектирование
электромагнитного
излучения с помощью
СП слабых связей
ВАХ